通信技术基础 心南京培息碱靠放衔学院
第3章 数字编码与解码 第1章 通信与通信系统的基本概念 1.1 通信的概念 1.2 通信系统 1.3 通信方式 1.4 信道和传输介质 1.5 信号与噪声 1.6 信号频谱与信道通频带 通信技术基础 王钧铭
第3章数字编码与解码 本章内容概述： >信息码； >模拟信源的数字编码：编码原理、PCM等； >差错控制编码； >时分多路复用。 巡南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 本章内容概述： ➢ 信息码; ➢ 模拟信源的数字编码：编码原理、PCM等; ➢ 差错控制编码; ➢ 时分多路复用
第3章数字编码与解码 数字信号的编码与解码主要有以下两类： >信源编码：将信息或信号按一定的规则进行数字化的过 程。 ◆用信息码表示文字、符号等，如ASCII码、MORSE码等； ◆对模拟信号进行AD转换，如PCM编码、ADPCM等： >信道编码，也称差错控制编码，它是为了让误码所产生 的影响降至最低所进行的编码。 选南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 数字信号的编码与解码主要有以下两类： ➢ 信源编码：将信息或信号按一定的规则进行数字化的过 程。 ◆用信息码表示文字、符号等，如ASCII码、MORSE码等； ◆对模拟信号进行AD转换，如PCM编码、ADPCM等； ➢ 信道编码，也称差错控制编码，它是为了让误码所产生 的影响降至最低所进行的编码
第3章数字编码与解码 数字编码器 数字解码器 信源编 信道编码 数字调 数字解调 信道译码 音解 数字通信系统中的编码与解码 逆南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 信 源 编 码 信 道 编 码 数 字 调 制 信 道 数 字 解 调 信 道 译 码 话 音 解 码 数字编码器 数字解码器 数字通信系统中的编码与解码
a 第3章数字编码与解码 3.1信息码(Information Code) >定义：在数字通信系统中用来表示信息的一组码组称为 信息码。通常都是等长码组，也有非等长码组。 >信息码组的长度L:L=Iog2N。其中N为符号总数，这里的L 应是整数。从提高编码效率的角度出发，L的取值应尽量的小。例 如，对26个英文字母进行二进制编码时，Lmin=l0g226-4.7,因此可 取L=5。 常用信息码有ASCII码、Morse码、EBCDIC码、 Baudot码等 逆南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 3.1 信息码（Information Code） ➢ 定义：在数字通信系统中用来表示信息的一组码组称为 信息码。通常都是等长码组，也有非等长码组。 ➢ 信息码组的长度L ：L＝log2N。其中N为符号总数，这里的L 应是整数。从提高编码效率的角度出发，L的取值应尽量的小。例 如，对26个英文字母进行二进制编码时，Lmin=log226=4.7，因此可 取L=5。 常用信息码有ASCII码、Morse码、EBCDIC码、 Baudot码等
第3章数字编码与解码 3.2模拟信源的数字编码 模拟信息的数字化原因： >由于数字通信在信号的传输质量、信号的处理等方面具 有模拟通信系统所不可比拟的特性。但自然界的信息主要是 模拟信息，如话音、图像和各种测量信号。因此模拟信号的数字传 输已成为现代通信的重要组成部分。 巡南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 3.2 模拟信源的数字编码 模拟信息的数字化原因： ➢ 由于数字通信在信号的传输质量、信号的处理等方面具 有模拟通信系统所不可比拟的特性。但自然界的信息主要是 模拟信息，如话音、图像和各种测量信号。因此模拟信号的数字传 输已成为现代通信的重要组成部分
R 第3章数字编码与解码 AD转换的要求 >每一路信号编码后的速率要低(Low bit rate)。在传码 率一定的传输系统中，每一路信号的码元速率越低，意味着系统的 利用率就越高，也就是可以传送更多路的信号： >量化噪声要小（Low quantisation noise)。量化噪声在模 拟信号数字化过程中必然存在。在信号电平一定时，量化噪声越小， 信号的质量就越高，解码后的信号就越接近原信号： >要便于通信系统的多路复用（Convenient for multiplex)。一个大的通信系统一般都要传输多路信号，这就是 多路复用，数字化的信号应适合进行多路复用： >编码与译码电路要简单（Simple circuit)。 逆南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 A/D转换的要求 ➢ 每一路信号编码后的速率要低（Low bit rate ）。在传码 率一定的传输系统中，每一路信号的码元速率越低，意味着系统的 利用率就越高，也就是可以传送更多路的信号； ➢ 量化噪声要小（Low quantisation noise ）。量化噪声在模 拟信号数字化过程中必然存在。在信号电平一定时，量化噪声越小， 信号的质量就越高，解码后的信号就越接近原信号； ➢ 要便于通信系统的多路复用（Convenient for multiplex ）。一个大的通信系统一般都要传输多路信号，这就是 多路复用，数字化的信号应适合进行多路复用； ➢ 编码与译码电路要简单（Simple circuit ）
第3章数字编码与解码 数字编码方法主要分为三类： (1)波形编码(Waveform Coding) >波形编码是将时域信号直接变换为数字代码，重建语音 波形时尽量保持原语音信号的波形形状。脉冲编码调制 (pulse code modulation,.PCM)和增量调制（△M)，,以及它们的 各种改进型自适应增量调制(ADM)，自适应差分编码 (ADPCM)、自适应传输编码(Adaptive Transfer Coding,ATC) 和子带编码(SBC)等，都属于波形编码技术。 >波形编码的特点是：用高速率换取高质量。典型速率 16kbps。 逆南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 数字编码方法主要分为三类： （1）波形编码（Waveform Coding） ➢ 波形编码是将时域信号直接变换为数字代码，重建语音 波形时尽量保持原语音信号的波形形状。脉冲编码调制 （pulse code modulation，PCM）和增量调制（△M），以及它们的 各种改进型自适应增量调制（ADM），自适应差分编码 （ADPCM）、自适应传输编码（Adaptive Transfer Coding，ATC） 和子带编码（SBC）等，都属于波形编码技术。 ➢ 波形编码的特点是：用高速率换取高质量。典型速率 16kbps
a 第3章数字编码与解码 (2)参量编码(Parameter Coding) >参量编码又称为声源编码，是将信源信号在频域上或其 它正交变换域上提取特征参量，并将其变换成数字代码 进行传输。具体说，参量编码是通过对语音信号特征参数的提取 和编码，重建语音信号时使其具有尽可能高的可靠性，保持原始语 音的语意，但重建信号的波形同原始语音信号的波形可能会有相当 大的差别。线性预测编码(LPC)及其它各种改进型都属于参量编 码。 >参量编码的特点是：以低质量换取低速率，典型速率 4kbps。 选南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 （2）参量编码（Parameter Coding） ➢ 参量编码又称为声源编码，是将信源信号在频域上或其 它正交变换域上提取特征参量，并将其变换成数字代码 进行传输。具体说，参量编码是通过对语音信号特征参数的提取 和编码，重建语音信号时使其具有尽可能高的可靠性，保持原始语 音的语意，但重建信号的波形同原始语音信号的波形可能会有相当 大的差别。线性预测编码（LPC）及其它各种改进型都属于参量编 码。 ➢ 参量编码的特点是：以低质量换取低速率，典型速率 4kbps
a 第3章数字编码与解码 (3)混合编码(Hybrid Coding) >混合编码将波形编码和参量编码组合起来应用，尽量保 持波形编码的高质量和参量编码的低速率，在416k bit/s速率上能够得到高质量的合成语音。多脉冲激励线性 预测编码(MPLPC),规划脉冲激励线性预测编码(KPELPC), 码本激励线性预测编码(CELP)及其改进型代数码激励线性预测 编码(ACELP)和矢量和激励线性预测编码(VSELP)等都是属于混合 编码技术。 >混合编码的特点是：权衡上述两种编码方式，在8kbps 以上部分具备高质量，8kbps以下部分具备低速率，同 时相比上面两种方式，其语音质量和速率都过得去。 选南京信息職業技術学院
第3章 数字编码与解码 （3）混合编码（Hybrid Coding） ➢ 混合编码将波形编码和参量编码组合起来应用，尽量保 持波形编码的高质量和参量编码的低速率，在4~16k bit/s速率上能够得到高质量的合成语音。多脉冲激励线性 预测编码（MPLPC），规划脉冲激励线性预测编码（KPELPC）， 码本激励线性预测编码（CELP）及其改进型代数码激励线性预测 编码(ACELP)和矢量和激励线性预测编码(VSELP)等都是属于混合 编码技术。 ➢ 混合编码的特点是：权衡上述两种编码方式，在8kbps 以上部分具备高质量，8kbps以下部分具备低速率，同 时相比上面两种方式，其语音质量和速率都过得去